[发明专利]活性气体环境中实时监测金属源束流变化的装置和方法

权利要求书

1.一种活性气体环境中薄膜生长过程中实时监测金属源束流变化的装置，其特征在于，包括：真空规、真空规电源、数字电压检测表、计算机控制系统，其中真空规与含有活性气体的薄膜生长室连接，用于获取薄膜生长室中气体压强值的电信号；真空规电源与真空规相连，用于给真空规提供电源；数字电压检测表通过真空规电源与真空规相连，用于检测由真空规获取的电信号的电压；计算机控制系统与数字电压检测表相连，用于对数字电压检测仪获取的电信号进行处理。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述活性气体可与被监测金属源发生化学反应。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述活性气体是氧气或臭氧或氧等离子，所述被监测金属源是锌或镁。

4.权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数字电压检测表的量程至少为0～2mV，显示位数至少为4位。

5.权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测金属源束流变化的装置进一步包括显示系统，显示检测得到的对应于真空薄膜生长室内气压值的电压信号值。

6.一种活性气体环境中实时监测金属源束流变化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在薄膜生长室内通入活性气体，利用如权利要求1至5中任一项所述装置测量活性气体背景气压值所对应电信号的电压值V₀；

2)加热金属源，使其升温到薄膜生长所需的温度，并稳定10～30分钟后，利用如权利要求1至5中任一项所述装置再次测量薄膜生长室内气压值所对应电信号的电压值V₁；

3)将步骤2)中获得的电压值与步骤1)中所记录的升温前的电压值V₀做差，得到差值V₀-V₁＝ΔV，即为金属源升温前后的薄膜生长室内气压变化所对应的电压差，所得的结果就是标志在该温度下金属源束流的数据；

4)当薄膜生长室中的气压发生变化时，调整金属源的源炉温度，使对应于束流的电信号电压差值等于差值ΔV。

7.如权利要求6所述的方法，其中步骤1)中所述的背景气压值为10^-5～10^-2Pa。

8.如权利要求6所述的方法，其中步骤3)中所述的薄膜生长室内气压变化值是由于金属原子从扩散炉中蒸发到生长室并与活性气体发生反应而导致的，该变化值反映了金属束流的大小。

9.一种活性气体环境中实时监测两种金属源束流变化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在薄膜生长室内通入活性气体，利用1至5中任一项所述装置测得活性气体背景气压值所对应电信号的电压值V₀；

2)加热第一金属源，使其升温到薄膜生长所需的温度，并稳定10～30分钟后；利用金属束流监测装置测量薄膜生长室内气压值所对应电信号的电压值V₁；

3)将步骤2)中获得的电压值V₁与步骤1)中所记录的升温前的电压值V₀做差，得到第一差值V₀-V₁＝ΔV₁，即为第一金属源升温前后的薄膜生长室内气压变化所对应的电压差，所得的结果就是标志在该温度下第一金属源束流的数据；

4)将第一金属源的温度保持恒定，加热第二金属源，使其升温到所需温度，稳定10～30分钟；

5)利用1至5中任一项所述装置测量薄膜生长室内气压值所对应电信号的电压值V₂，并将V₂与步骤3)中所记录的升温前的电压值V₁做差，得到第二差值V₂-V₁＝ΔV₂，即为第二金属源升温前后的薄膜生长室内气压变化所对应的电压差，所得的结果就是标志在该温度下第二金属源束流的数据；

6)当薄膜生长室中的气压发生变化时，调整第二金属源的源炉温度，使对应于第二金属源束流的电信号电压差值等于第二差值ΔV₂。